Novel genes involved in tumor progression

Oliver Dorian Von Stein
1998
Der Ausdruck Tumormetastasierung beschreibt die Streuung von Tumorzellen aus einem Primärtumor und die Bildung von Tochtertumoren an entfernten Stellen des Körpers. Trotz der immensen Bedeutung der Tumormetastasierung in der klinisch-onkologischen Praxis ist die molekulare Biologie dieses pathophysiologischen Vorgangs noch immer unverstanden. Hierfür gibt es mehrere plausible Gründe: Zum einen unterscheiden sich die möglichen Metastasierungswege verschiedener Tumortypen, zum anderen ist der
more » ... anderen ist der Vorgang der Dissemination von Tumorzellen im Körper sehr komplex und erfordert vermutlich Änderungen in der Expression einer Vielzahl von Genen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen möglichst umfassenden Überblick über die mit dem metastatischen Phänotyp einer Tumorzellinie verbundenen Änderungen in der Genexpression zu gewinnen. Als Modellsystem wurden dabei nicht-metastatische und metastatische Zellinien aus dem Ratten-Pankreas-Adenokarzinom Bsp73 gewählt. Durch molekulare Subtraktion der exprimierten mRNAs aus der nicht-metastatischen Tumorzellinie Bsp73-1AS von der mRNA aus der metastatischen Tumorzellinie Bsp73-ASML wurden solche Gene identifiziert, deren Expression in der metastatischen Tumorzelle hochreguliert ist. Die Analyse der subtraktiven Genbank ergab, daß sowohl eine Reihe bekannter Gene als auch eine große Zahl unbekannter Gene isoliert wurden. Durch Analyse der Expression dieser bislang unbekannten Gene in anderen metastatischen Rattentumoren konnten diejenigen Klone identifiziert werden, deren Expression nicht nur im Bsp73-Modellsystem, sondern auch in anderen Ratten-Tumorprogressionsmodellen mit dem metastatischen Phänotyp korreliert. Unter den isolierten bekannten Genen befindet sich eine ganze Reihe bekannter Tumorprogressionsgene. Ihre Isolierung aus der metastasen-spezifischen, subtraktiven Genbank darf daher als Beweis für den Wert des gewählten experimentellen Ansatzes gelten. Neben diesen bekannten Genen wurde auch eine Vielzahl bekannter Gene identifiziert, deren Assoziation mit dem metastatischen Phänotyp bislang noch unbekannt war, deren funktionelle Beteiligung am Metastasierungsprozeß aufgrund der ihnen zugeschriebenen Eigenschaften jedoch naheliegt Eines dieser Gene, Ezrin, wurde daher im Detail auf seine Funktion bei der Disseminierung von Bsp73-ASML -Zellen hin untersucht. Der Beweis für die funktionelle Beteiligung des Ezrin-Proteins am Tumor-Phänotyp von Bsp73-ASML -Zellen wurde durch Überexpression einer dominant-negativen Form des Ezrin-Proteins erbracht: ASML-Zellen, die dominant-negatives Ezrin überexprimieren, zeichnen sich durch vermindertes Tumorwachstum in vivo aus. Abstract The term tumor metastasis describes the formation and growth of a secondary tumor at a distant site from the primary tumor mass. Despite the immense importance of tumor metastasis in the context of a clinical setting, the molecular events that drives this pathophysiological process remains largely not understood. There are a number of plausible explanations for this fact. Firstly, the possible mechanisms by which tumor cells metastasize are different from one tumor cell type to another, and secondly, the dissemination of tumor cells in the body is extremely complex and probably requires changes in the expression status of many genes. The primary goal of this werk was to derive a comprehensive and near total overview of the alterations in gene expression that accompanies the metastatic phenotype. As a model system a metastatic and non-metastatic cell line originating from a rat pancreatic adenocarcinoma Bsp73 were taken. Through molecular subtraction, between expressed mRNA transcripts from the non-metastatic Bsp73-1AS line and the metastatic Bsp73-ASML cell line genes were isolated that were exclusively expressed in the metastasizing cell line. Sequence analysis of the isolated genes revealed that a large proportion were known genes, however an equally large proportion were novel. By analysing the expression of these novel genes in other metastatic rat cell lines, clones were identified whose expression was not restricted to the Bsp73-model system, but whose expression correlated with the metastatic phenotype in other tumor progression models. From the known genes isolated many were already known tumor progression genes. The isolation of such genes from a subtractive library indicates that such an experimental approach is highly valid. Alongside the known genes were genes whose association with a metastatic phenotype had not yet been described, however for some, their documented function would suggest a putative involvement in the metastatic process. The functional role played by one such gene, ezrin in the dissemination of Bsp73-
doi:10.5445/ir/51298 fatcat:iagtlphwzbdeze3nyfxbamhbj4